【背景及概述】[1][2]
硅酸鈉又名水玻璃。俗稱(chēng)泡花堿。由內(nèi)含不同比例的氧化鈉和 二氧化硅所組成。普通可資用的硅酸鈉的組成有Na2SiO3、Na6Si2O7、Na2Si3O7等，同時(shí)帶有可變量的水。二氧化硅和氧化鈉的摩爾比稱(chēng)做模數(shù)。模數(shù)大于3的是中性水玻璃，小于3的是堿性水玻璃。有液體、固體和粉狀等多種產(chǎn)品。常見(jiàn)的是液體，無(wú)色透明或帶淺灰色的粘稠物。物理性質(zhì)隨模數(shù)不同而異。用作肥皂的填料，瓦楞紙的膠粘劑，金屬防腐劑，水軟化劑，洗滌劑助劑，陶瓷和耐火材料的原料，紡織品的漂、染和漿料，礦山選礦、防水、堵漏，木材防火，食品防腐以及制膠粘劑、硅膠、硅溶膠、分子篩、白炭黑等?？捎杉儔A(或硫酸鈉加煤粉)和石英砂在高溫下熔融變白，再經(jīng)冷卻、粉碎、溶解、濃縮而得。也可由液體燒堿和石英砂加溫加壓制得。硅酸鈉硬化后的主要成分為硅凝膠和固體，比表面積大，大幅提高粘結(jié)力，采用中等濃度的特制的粘膠劑和水混合溶液對(duì)已水玻璃進(jìn)行處理，提高耐水性，運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用非常方便，特別適用于機(jī)械化、自動(dòng)化操作。廣泛應(yīng)用于冶金、電力、石化及建材 工業(yè)中。通過(guò)機(jī)械粉碎的無(wú)水粉末狀硅酸鈉相比，本法制備的硅酸鈉水溶速度、純凈程度都 高于無(wú)水粉末狀硅酸鈉，再通過(guò)硅酸鈉混入特制的粘膠劑和水混合溶液中，不斷與水中的膠粘劑混合，更大程度的提升其粘劑效果。
【應(yīng)用】[3]
硅酸鈉的用途非常廣泛，幾乎遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)。在化工系統(tǒng)被用來(lái)制造 硅膠、白炭黑、沸石分子篩、五水偏硅酸鈉、硅溶膠、層硅及速溶粉狀硅酸鈉、硅酸鉀鈉等各種硅酸鹽類(lèi)產(chǎn)品，是硅化合物的基本原料。在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家，以硅酸鈉為原料的深加工系列產(chǎn)品已發(fā)展到50余種，有些已應(yīng)用于高、精、尖科技領(lǐng)域；在輕工業(yè)中是洗衣粉、肥皂等洗滌劑中不可缺少的原料，也是水質(zhì)軟化劑、助沉劑；在紡織工業(yè)中用于助染、漂白和漿紗；在機(jī)械行業(yè)中廣泛用于鑄造、砂輪制造和金屬防腐劑等；在建筑行業(yè)中用于制造快干水泥、耐酸 水泥防水油、土壤固化劑、耐火材料等；在農(nóng)業(yè)方面可制造硅素肥料；另外用作石油催化裂化的硅鋁催化劑、肥皂的填料、瓦楞紙的膠粘劑、實(shí)驗(yàn)室坩堝等耐高溫材料、金屬防腐劑、水軟化劑、洗滌劑助劑、耐火材料和陶瓷原料、紡織品的漂、染和漿料、礦山選礦、防水、堵漏、木材防火、食品防腐以及制膠粘劑等。
【制備】[3]
一種高品質(zhì)工業(yè)硅酸鈉的生產(chǎn)技術(shù)，包括以下步驟制備而成：
1) 將固體氫氧化鈉與硅微粉按照重量比2.5-3:1的比例加入電熔爐中，升溫曲線按照8-10℃/分鐘升溫至200℃，然后按照4-6℃/分鐘升溫至320-350℃，經(jīng)過(guò)加溫后使所述固體氫氧化鈉熔融，再繼續(xù)按照4-6℃/分鐘升溫至400-450℃，停止加熱，直至所述硅微粉反應(yīng)完全，即得原硅酸鈉粗品；
2) 將所述原硅酸鈉粗品冷卻至60℃以下，使所述原硅酸鈉粗品固化完全，即得固體硅酸鈉；
3) 將所述固體硅酸鈉溶于特制的粘膠劑和水混合溶液中，過(guò)程中，利用煤氣發(fā)生爐產(chǎn)生的水煤氣依次通過(guò)旋風(fēng)除塵器、交換器和蓄熱室，蓄熱室設(shè)置有夾層，夾層與煤氣發(fā)生爐的余熱管連接，通過(guò)煤氣發(fā)生爐的余熱對(duì)混合溶液進(jìn)行保溫，然后過(guò)濾，得到硅酸鈉溶液，在所述硅酸鈉溶液中加入亞硫酸氫鈉生成沉淀輕質(zhì)二氧化硅以及亞硫酸鈉溶液，將生成的混合物過(guò)濾；
4) 將步驟(3)結(jié)束時(shí)產(chǎn)生的濾液的一部分與所述二氧化硫接觸反應(yīng)，且生成的亞硫酸氫鈉產(chǎn)品循環(huán)到步驟(3)中重復(fù)利用；
5) 將步驟(3)結(jié)束時(shí)得到的濾餅進(jìn)行酸化、過(guò)濾、洗滌和干燥，得到輕質(zhì)二氧化硅；
6) 將步驟(3)結(jié)束時(shí)產(chǎn)生的濾液的另一部分濾液濃縮并干燥，獲得高品質(zhì)工業(yè)硅酸鈉。
【主要參考資料】
[1] 簡(jiǎn)明精細(xì)化工大辭典
[2] 中國(guó)中學(xué)教學(xué)百科全書(shū)·化學(xué)卷
[3] 趙生保;趙生護(hù).高品質(zhì)工業(yè)硅酸鈉的生產(chǎn)技術(shù). CN201710374527.4 ，申請(qǐng)日2017-05-24